|
공기압에 의한 제어(1)
1. 입력, 힘, 토오크의 제어
1.1 압력제어
공기압 시스템에서 압력제어는 기기의 정상적인 작동을 유지하기 위해서 뿐만 아니라 시스템 전체의 경제성, 안전성 및 내구성 등을 좌우하는 중요한 요인이 된다.
압력제어를 하는 방법으로 압축공기 공급원에서의 압력조절과 이후 공기압 시스템에 공급되는 압력의 조절이 있고, 전자는 주로 공기탱크에서의 압력상승한계를 규제하여 안전을 확보하는 일을 목적으로 하는 1차압력제어이고, 압력제어 정도보다 오히려 확동성이 중요시 된다. 일반 공기압 시스템에서 사용가능한 압력한계는 980MPa에서 4.9MPa로 넓다. 이후는 980MPa 이상에서의 사용도 고려하여 안전성 확보를 위한 압축공기원의 확실한 제어가 보다 중요시 된다.
후자는 공기압 시스템에 대해 적정한 작동조건을 고려하여 안정된 기기의 성능 및 회로기능을 유지하여, 이러한 시스템의 안전성, 내구성, 성에너지 등을 유지하는 것을 목적으로한 2차압력제어에 관한 것이고, 목적에 따라 여러 종류의 회로구성이 있다.
(1) 1차 압력의 제어
공기압축기에서 토출된 압력을 일정치 이하로 유지하는 것이 주목적이다. 공기압축기의 출구에는 축압, 냉각, 급수가 목적인 공기탱크를 접속하지만, 그 압력을 검출하여 압축기로부터의 압력을 일부 배기시키는 것으로 UN LOAD밸브가 사용된다. UN LOAD밸브는 릴리프밸브와 같은 기능을 가진 밸브로서 외부 PILOT식이다. 이 경우 릴리프 밸브의 1차 측에는 안전성 확보를 위해 회로를 차단하는 기기(체크밸브등)는 전혀 사용하지 않는 것이 원칙이다.
(2) 2차압력의 제어
액추에이터의 출력(힘 또는 토오크), 속도를 유지하거나, 회로중간의 압력밸런스를 유지하거나 기기의 안정된 작동을 얻거나, 또는 전환밸브의 작동순서를 결정하기 위한 압력제어로서, 감압밸브, 릴리프밸브, 시퀀스밸브 등을 사용한다.
변동하는 공급압력에 대해, 공기압 시스템에서 안정된 압력을 공급하고 싶은 경우, 감압밸브 앞, 또는 뒤에 공기압 탱크를 설차하는 방법을 취할 수 있다.[그림 2]
이 경우 압력변동요인이 다른 공기압 회로에서 순간적인 공기의 대량소비에 읳나 것인가, 또는 공급배관이 좁은 이유로 압력걍하에 기인하는 것인가를 끝까지 확인할 필요가 있다. 또 공기압 시스템 전체의 평균 공기소비량과 비교하여, 압축기에서 토출하는 양이 수준 이하인 경우는 공기원의 증설을 고려하는 것이 당연하다. 압축기의 토출량에 대한 평균 공기소비량은 50% 이하로 하는 것이 압축기 운전상에서도 좋을 듯 하다.
[그림 2(a)]에 표시한 회로는 가장 일반적으로 쓰여지는 비교적 고빈도작동의 회로에 적용하고 있다. 그러나 다른 회로에서의 공기소비에 의한 영향을 작게하면 할수록 공기탱크는 매우 큰 체적이 필요하게 된다.
이 경우, 주관에서 지관부로 체크밸브를 설치하여 공기탱크를 접속함에 따라 이러한 영향을 감소시킬 수 있다.
[그림 2(b)]의 회로는 주로 가동장치에서 튜브배관등 공급측 공기배관의 내 단면적이 제약된 경우에 사용된다. 저빈도 작동에서는 안정된 작동이 얻어진다. 또, 이 회로는 공기압 변동의 억제에도 유효하지만 고빈도 작동 사이클에는 공급측 배관저항에 의해 공급공기가 부족한 경우도 있다.
[그림 3]은 어느쪽이든 복동실린더의 피스톤에 걸리는 압력을 제어하는 방식을 표시한 것이다. 복동실린더의 피스톤 이동방향에 대해 한 방향으로만 부하가 걸리는 경우[그림 3(a)]에 표시한 것처럼 2종류의 압력을 가하는 것에 의해 공기소비량을 절감 가능하다. 그림 (b)는 급속 배기밸브에 의해 배기를 빠르게, 피스톤에 걸리는 차압을 크게 한 것이다. 따라서 부하의 상태에 따라 실린더의 전진 행정단의 충격 흡수장치가 필요한 때도 있다.
[그림 4]는 급속배기밸브와 릴리프밸브를 조합시켜 배기압력을 조절하여 실린더의 동작을 부하의 변동에 대응시키도록 한 것이다.
[그림 5]는 시퀀스밸브를 사용한 실린더의 순차작동 회로이다. 이 회로에서 실린더(A)가 전진행정단 근처에 오면 실린더(B)가 후진하고 (A)가 후진하기 시작하면 (B)는 전진하는 회로이다. 시퀀스 밸브는, 실리넏의 급배기하는 공기의 압력과 설정압과의 비교에 의해 밸브를 개폐하는 구조이므로, 이 회로를 사용하는데는 제약이 있다. 실린더 작동중 부하 변동이 큰 경우, 다음 공정에서 처음 움직이는 타이밍이 불안정하게 될 가능성이 있다. 또 실린더의 행정단 근처에서 다음 공정을 동작시키는 경우, 그림의 예처림 시퀀스밸브 작동측 실린더의 공기회로에 메타-인방식을 사용하지만, 부하율이 높으면 행정단에서 확실하게 다음 공정을 작동시키는 일이 곤란하다.
|
: MS Excel 2007
: MS Powerpoint 2007 
: MS Word 2007 
: 한글뷰어 2007
: Adobe Acrobat Reader 
: DWG Viewer 
: Autodesk Inventor View 
HOME > 메카백과 > 
제목
댓글 
대표이사 : 김현주